Android电源管理框架解析
移动终端操作系统架构概览解剖
现有的终端操作系统:Android、Windows Mobile、Symbian、iPhone、BlackBerry、Windows Phone 7、BedaAndroid操作系统Android是Google公司基于Linux平台的开源智能移动终端操作系统。
历代Android 系统的名称,这真的是一份小吃的盛宴啊:Android 1.5 Cupcake(纸杯蛋糕)Android 1.6 Donut(甜甜圈)Android2.0/2.0.1/2.1 Eclair(松饼)Android 2.2/2.2.1 Froyo(冻酸奶)Android 2.3 Gingerbread(姜饼)Android 3.0/3.1/3.2 Honeycomb(蜂巢)Android 4.0 Ice Cream Sandwich(冰激凌三明治)Android 5.0 Jelly Bean(果冻豆)Android 6.0 Key Lime Pie(柠檬派)Android是一个针对移动设备的程序集, 其中包括一个操作系统, 一个中间件和一些关键性应用.特性•程序程序框架可重用及可复写组件组成•针对移动设备优化过的Dalvik虚拟机•整合浏览器, 该浏览器基于开源的WebKit引擎开发•提供了优化过得图形系统, 该系统由一个自定义的2D图形库; 一个遵循OpenGL ES 1.0标准(硬件加速)的3D图形库组成•使用SQLite来实现结构化数据的存储•媒体方面对一些通用的audio, video, 和图片格式提供支持(MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG, GIF) •GSM技术(依赖硬件)•蓝牙, EDGE, 3G和WiFi(依赖硬件)•Camera, GPS, 指南针, 和加速计(依赖硬件)•非常丰富的开发环境, 包括一个设备模拟器, 调适工具, 内存和效率调优工具和一个Eclipse的插件ADTAndroid平台的整体架构分为4层:①Linux内核层、②系统运行库、③应用程序框架层、④应用程序层Android采用层次化系统架构。
Android大致可以分为四层架构
Android⼤致可以分为四层架构Android 系统架构为了让你能够更好地理解 Android 系统是怎么⼯作的,我们先来看⼀下它的系统架构。
Android ⼤致可以分为四层架构:Linux 内核层、系统运⾏库层、应⽤框架层和应⽤层。
1. Linux 内核层 Android 系统是基于 Linux 内核的,这⼀层为 Android 设备的各种硬件提供了底层的驱动,如显⽰驱动、⾳频驱动、照相机驱动、蓝⽛驱动、Wi-Fi 驱动、电源管理等。
2. 系统运⾏库层这⼀层通过⼀些 C/C++库来为 Android 系统提供了主要的特性⽀持。
如 SQLite 库提供了数据库的⽀持,OpenGL|ES 库提供了 3D 绘图的⽀持,Webkit 库提供了浏览器内核的⽀持等。
同样在这⼀层还有 Android 运⾏时库,它主要提供了⼀些核⼼库,能够允许开发者使⽤ Java 语⾔来编写 Android 应⽤。
另外,Android 运⾏时库中还包含了 Dalvik 虚拟机(5.0 系统之后改为 ART 运⾏环境),它使得每⼀个 Android 应⽤都能运⾏在独⽴的进程当中,并且拥有⼀个⾃⼰的 Dalvik 虚拟机实例。
相较于 Java 虚拟机,Dalvik 是专门为移动设备定制的,它针对⼿机内存、 CPU 性能有限等情况做了优化处理。
3. 应⽤框架层这⼀层主要提供了构建应⽤程序时可能⽤到的各种 API,Android ⾃带的⼀些核⼼应⽤就是使⽤这些 API 完成的,开发者也可以通过使⽤这些 API 来构建⾃⼰的应⽤程序。
4. 应⽤层所有安装在⼿机上的应⽤程序都是属于这⼀层的,⽐如系统⾃带的联系⼈、短信等程序,或者是你从 Google Play 上下载的⼩游戏,当然还包括你⾃⼰开发的程序。
Android 电源管理模块
power_supply_class = class_create(THIS_MODULE, "power_supply");
if (IS_ERR(power_supply_class)) return PTR_ERR(power_supply_class);
power_supply_class->dev_uevent = power_supply_uevent;
.... ret = add_uevent_var(env, "POWER_SUPPLY_%s=%s", attrname, prop_buf); kfree(attrname); if (ret)
goto out; }
dev_dbg(dev, "%zd dynamic props\n", psy->num_properties);
for (j = 0; j < psy->num_properties; j++) { .... ret = power_supply_show_property(dev, attr, prop_buf);
信息安全工程师综合知识真题考点:安卓Android系统架构
信息安全工程师综合知识真题考点:安卓Android系统架构Android是一个开源的移动终端操作系统,共分成Linux内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层四个部分。
●Linux内核层:这一层为Android设备的各种硬件提供了底层的驱动,包括音频驱动、Bindre(IPC)驱动、摄像头驱动、显示驱动、内存驱动、键盘驱动、电源管理、WiFi驱动。
●系统运行库层:Android的系统运行库包含两部分,一个是系统库,另一个是运行时。
Android运行时:核心库、Dalvik虚拟机。
库:FreeType、libc、LibWebCore、媒体框架、OpenGL | ES、SGL、SQLite、SSL、外观管理器。
●应用框架层:这一层主要提供了构建应用程序时可能用到的各种API,如Activity管理器、内容提供器、位置管理器、通知管理器、包管理器、资源管理器、电话管理器、视图系统、窗口管理器。
●应用程序层:所有安装在手机上的应用程序都是这个层,如主屏、浏览器、联系人、电话。
注:详见《信息安全工程师教程》(第2版)544-545页。
考点相关真题
Android 是一个开源的移动终端操作系统,共分成Linux 内核层、系统运行库层、应用程序框架层和应用程序层四个部分。
显示驱动位于()。
A.Linux内核层
B.系统运行库层
C.应用程序框架层
D.应用程序层
参考答案:A。
Android系统架构及内核简介
Android系统架构及内核简介(来源于ThinkPHP)Android是Google公司开发的基于Linux平台的开源⼿机操作系统,它包括操作系统、中间件、⽤户界⾯和应⽤程序,⽽且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专利权障碍,并由Google公司于2007年11⽉5⽇正式发布。
同时,Google公司组建了⼀个开放⼿机联盟,这个联盟由中国移动、摩托罗拉、⾼通、宏达电和T-Mobile等在内的全球30多家技术和⽆线应⽤的领军企业组成,Google通过与运营商、设备制造商、开发商和其他有关各⽅结成深层次的合作伙伴关系,希望借助建⽴标准化、开放式的移动电话软件平台,在移动产业内形成⼀个开放式的⽣态系统;可预见地,⽣产和使⽤基于 Android系统的嵌⼊式⼿持移动设备将是未来的发展趋势,对相应软件的需求量也将⽇趋增长,因此对Android系统内部作⼀个完整和深⼊的分析,对基于Android平台的软件移植和开发是很有益处的。
1 Android系统平台架构对操作系统⽽⾔,必须做到设计合理、层次分明,同时还需考虑整个系统的结构要聚耦适当,Android系统是基于linux内核的,因此还必须具备开源的特性,以符合开源⼈员共同⼯作。
从系统的组成要件来讲,Android平台架构包括硬件设备、板级⽀持包、驱动程序、操作系统内核、程序运⾏库,运⾏框架,应⽤程序等,它们的有机结合和协同⼯作共同完成了整个系统的正常运⾏和对事务的处理。
依据Google开源资料可知,整个系统由Linux内核、程序库、Android Runtime、应⽤程序框架和应⽤程序等5部分组成,,系统架构如图1所⽰。
参照图1,由上⽽下对组成系统各部分的主要组件作以下描述。
1.1 Linux内核Android基于Linux 2.6内核,但并⾮完全照搬内核,⽽是对内核作了部分增删和修改,在Linux 2.6内核的基础上,Android核⼼系统实现了安全性、内存管理、进程管理、⽹络协议栈和驱动模型等功能,Linux内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。
安卓系统层次架构
安卓系统层次架构1.安卓的系统架构2.分析第一层:Linux操作系统和驱动(Linux kernel):由C语言实现。
Android核心系统服务依赖于Linux2.6内核,包括:安全性、内存管理、进程管理、网络协议、驱动模型。
Linux内核也作为硬件和软件栈之间的抽象层。
除了标准的Linux内核外,Android还增加了内核的驱动程序:Binder(IPC)驱动、显示驱动、输入设备驱动、音频系统驱动、摄像头驱动、WiFi驱动、蓝牙驱动、电源管理。
第二层:本地框架和Java运行环境(LIBRARIES和ANDROID RUNTIME)本地框架是有C/C++实现。
包含C/C++库,被Android系统中不同组件使用,它们通过Android应用程序框架为开发者进行服务。
系统C库:(libc)从BSD继承过来的标准的C系统函数库,专门是为基于嵌入式Linux的设备定制的库。
多媒体库:基于PackerVideo的OpenCore;该库支持多种常用的音频、视频格式回放和录制,支持多种媒体格式的编和解码格式。
Suface Manager:显示子系统管理器,并且为多个应用程序提供2D和3D图层的无缝融合。
LibWebCore:一个最新的Web浏览器引擎,支持Android浏览器,以及一个可嵌入式的Web视图。
SGL:Skia图形库,底层的2D图形引擎。
3D libraries:基于OpenGL ES1.0 API的实现;该库可以使用硬件3D加速(如果可用),或者使用高度优化的3D软加速。
FreeType:位图(bitmap)和矢量(vector)字体显示。
Android运行环境(ANDROID RUNTIME):提供了Java编程语言核心库的大多数功能,由Dalvik Java虚拟机和基础的Java类库组成。
Dalvik是Android中使用的Java虚拟机,每个Android应用程序都在自己的进程中运行,都拥有一个独立的Dalvik虚拟机实例。
Android的系统及应用的架构
3.1 视图层
在视图层中,主要使用 Fragment 来完成 各个模块界面的设计,同时还要遵守契约层中 定义的规则,将定义的抽象方法实现,展示器 层将调用这些方法来定义视图层的数据展示方 式。
在 MVP 架构中,其中 M:模型层(Model) 主要包括本地缓存访问组件和网络数据访问 组件;V: 视 图 层(View) 主 要 由 Activity、 Fragment、Adapter 这三个组件构成,主要功 能是完成应用的页面布局的设置;P:展示器 层(Presenter),该层使用定制化的 Presenter 展示器作为基础组件。
图 1:Android 系统架构图
单击事件,在相应的事件处理方法中实现操作。
3.2 展示器层
展示器层主要负责整个系统的业务逻辑, 完成视图层与模型层数据的交互。展示器层分 担了传统 MVC 架构中 Activity 组件作为控制 器层的主要职责,主要是为了防止 Activity 设 计得过于繁琐。通过封装向外部提供访问的接 口,有利于单元测试和后期的维护工作。
突 破 改 进。 一 款 优 秀 oid 应
用 的 开 发 是 依 赖 于 Android 架 构
的 研 究, 只 有 深 入 分 析 Android
系 统 的 架 构, 掌 握 各 层 组 件 的 协
作 过 程, 才 能 熟 悉 Android 的 开
发 流 程, 做 到 从 根 本 上 进 行 解 决
2.3 应用程序框架层
安卓电源电路总结
安卓电源电路总结
1.待机、睡眠与休眠的区别
实际上待机(standby)与睡眠(mem)属于不同模式,但现在大多操作系统都不支持待机模式了,我们也习惯将待机等同于睡眠,睡眠属于STR,休眠属于STD,Android手机不支持休眠!! !
2.Android开发者官网当中提到“idle state”,该如何理解,这个状态会对设备及我们的程序造成何种影响所谓的idle状态,就是指系统进入某个低功耗状态,以MTK为例,常见的状态有soidle、rgidle以及dpidle。
rgidle只是限制我们程序使用某些模块,如Doze模式中不能访问网络;而dpidle则会冻结所有进程,系统进入睡眠。
3.进入Doze模式中的idle状态,我们的程序还能运行吗?
Doze模式中的idle概念上属于rgidle状态,此时我们的程序是能运行的,只是不能访问网络等,但是在这个过程中,系统可能会满足进入睡眠条件,冻结所有进程,这样我们的程序就不会得到执行。
可以自己写个死循环的线程(普通线程,非looper线程),强制手机进入Doze的idle模式,你会发现你的程序依旧在执,行,但是静置在哪儿一段时间后,你会发现你的线程被冻结,不会执行,当你点亮屏幕,你的线程又会继续工作。
4.手机睡眠之后,为何我们写Alarm程序、来电显示程序依旧会生效?
Android在硬件架构上将处理器分为AP与BP,应用程序运行与AP之中,睡眠只是将AP断电,BP (Modem)不会断电,当有来电时,BP将会唤醒AP。
Alarm在硬件上依赖的是Modem中的PMIC的RTC模块,而不是AP中的RTC模块,当定时器触发时,可以唤醒AP,使我们的Alarm程序依旧会得到执行。
Android与linux的区别与联系
大家都知道Android是基于Linux内核的操作系统,也曾经和Linux基金会因为内核问题产生过分歧,本文将开始对Android的内核进行剖析,主要介绍Android 和Linux之间的关系,后续还会讲到Android系统在Linux系统之上扩展的部分功能和驱动。
虽然Android基于Linux内核,但是它与Linux之间还是有很大的差别,比如Android在Linux内核的基础上添加了自己所特有的驱动程序。
下面我们就来分析一下它们之间究竟有什么关系?android是否能称为一种新的操作系统呢?至少我自己认为不算是,它最多算作一个新的应用程序罢了。
一、Android为什么会选择Linux成熟的操作系统有很多,但是Android为什么选择采用Linux内核呢?这就与Linux的一些特性有关了,比如:1、强大的内存管理和进程管理方案2、基于权限的安全模式3、支持共享库4、经过认证的驱动模型5、Linux本身就是开源项目更多关于上述特性的信息可以参考Linux 2.6版内核的官方文档,这便于我们在后面的学习中更好地理解Android所特有的功能特性。
接下来分析Android 与Linux的关系。
二、Android不是Linux看到这个标题大家可能会有些迷惑,前面不是一直说Android是基于Linux 内核的吗,怎么现在又不是Linux了?迷惑也是正常的,请先看下面几个要点,然后我们将对每一个要点进行分析,看完后你就会觉得Android不是Linux了。
因为它没有本地窗口系统,没有glibc的支持,而且并不包括一整套标准的Linux使用程序,同时增强了Linux以支持其特有的驱动。
1.它没有本地窗口系统什么是本地窗口系统呢?本地窗口系统是指GNU/Linux上的X窗口系统,或者Mac OX X的Quartz等。
不同的操作系统的窗口系统可能不一样,Android并没有使用(也不需要使用)Linux的X窗口系统,这是Android不是Linux的一个基本原因。
第十三章 Android内核驱动——电源管理
第十三章Android内核驱动——电源管理13.1 基本原理Android 中定义了几种低功耗状态:earlysuspend,suspend,hibernation。
●earlysuspend是一种低功耗的状态,某些设备可以选择进入某种功耗较低的状态,比如LCD可以降低亮度或灭掉;●suspend是指除电源管理以外的其他外围模块以及cpu均不工作,只有内存保持自刷新的状态;●hibernation是指所有内存镜像都被写入磁盘中,然后系统关机,恢复后系统将能恢复到“关机”之前的状态。
13.2 电源管理机制的实现电源管理机制的源代码主要在kernel/power/文件夹下面。
main.c文件是整个框架的入口。
用户可以通过读写sys文件/sys/power/state实现控制系统进入低功耗状态。
用户对于/sys/power/state的读写会调用到main.c中的state_store(),用户可以写入const char * const pm_states[] 中定义的字符串,比如“on”,“mem”,“standby”,“disk”。
state_store()首先判断用户写入的是否是“disk”字符串,如果是则调用hibernate()函数命令系统进入hibernation状态。
如果是其他字符串则调用request_suspend_state()(如果未定义CONFIG_EARLYSUSPEND)或者调用enter_state()(如果未定义CONFIG_EARLYSUSPEND)。
request_suspend_state()函数是android相对标准linux改动的地方,它实现在earlysuspend.c 中。
在标准linux内核中,用户通过sysfs 写入“mem”和“standby”时,会直接调用enter_state()进入suspend模式,但在android中则会调用request_suspend_state()函数进入early suspend 状态。
Android手机电源管理设计的四大策略
更精确的控制通道;
安全可靠的设计;
完善的参考设计和数据
良好的终端RF性能。
软件方面,因为终端主要工作状态是工作、休眠和唤醒,所以要关注以下6个方面的设计:
电源域分组管理;
外设分组/休眠/防漏电;
PM状态机;
动态电压调整;
动态频率调整;
5、Android终端电源管理中的early suspend策略
策略四:关注新技术,就是关注对电源管理有改善的新兴技术,例如无线充电技术、燃பைடு நூலகம்电池技术等等,这些新技术的出现,可以提升电源管理的控制裕量
总的说来,电源管理遵循如下口诀:
系统集成全局观念
精心选料环保决策
Android手机电源管理设计的四大策略
在手机设计和制造领域,中兴通讯无疑积累有丰富的经验,2010年,中兴通讯共批运手机6000万部,位列全球手机制造商第五,产量占到全球手机总量的4.3%!中兴手机种类繁多,从简单的功能手机到复杂的智能手机都有涉足,近年来,中兴也加大了对智能手机和平板产品的投入,在近日召开的“2011便携产品创新技术展”上,中兴移动通信有限公司技术规划总工赵军宏,这里总结为Android手机电源管理与待机的四大设计要素。
多核PM状态同步
策略三:在工作和休眠中把握平衡---Android终端电源管理实例
1、Android终端电源管理框架
2、Android终端电源管理的休眠策略
3、Android终端电源管理中的唤醒策略
4、Android终端电源管理中的suspend策略
从2G到3G再到LTE的发展轨迹看,赵军宏认为未来移动终端日益智能化,不但要实现无线通道的宽带化、多模待机,还要支持3D显示模式,使移动终端的体验向游戏主机靠近,而苹果icloud云服务的提出,意味着未来要实现N屏合一,许多设备要实现高效的在线模式,所以未来电源管理设计的挑战日益提升,如何应对这日益增长的挑战,他提出了几个策略。
android系统电源管理----regulator的使用
android系统电源管理----regulator的使⽤android系统电源管理----regulator的使⽤例:触摸屏它使⽤了⼀路regulator,他在机器suspend的时候要求关电(或者说低电),在机器开屏的时候才要求上电使⽤.那么:使⽤过程是这样的:1.我们先注册⼀个全局的regulatorstatic struct regulator *nabi2_dsi_reg = NULL;2.然后get regulatornabi2_dsi_reg = regulator_get(NULL, "avdd_dsi_csi");这个我们应该有印象,在平台设备注册的时候我们有注册它.如:static struct regulator_consumer_supply max77663_ldo7_supply[] ={REGULATOR_SUPPLY("avdd_dsi_csi",NULL),REGULATOR_SUPPLY("pwrdet_mipi",NULL),};Ok,之前我们注册了它,现在我们得到它3.给它上电就使能它regulator_enable(nabi2_dsi_reg);4.我们不再需要的时候就禁⽌它,以及放回它的使⽤权.regulator_disable(nabi2_dsi_reg);regulator_put(nabi2_dsi_reg);还有⼀些操作函数如://通过此接⼝获取输出电压int regulator_get_voltage(struct regulator *regulator)//调节电压的最⼩和最⼤输出。
如果接下去调⽤regulator_enable ,那么这个值马上就⽣效,如果调⽤regulator_disable等其他的,要等到下⼀次调⽤regulator_enable时才能⽣效。
int regulator_set_voltage(regulator,min_uV,max_uV);//强制关闭电源int regulator_force_disable(regulator);//关闭电源输出。
Android 电源管理 Power Management (英文版)
Power Management from Linux Kernel to Android黃俊維 R97944026 資訊網路與多媒體所 王博榮 R97942139 電信工程研究所1. IntroductionFor normal desktop computer, power management (PM) is used to reduce power consumption and reduce cooling requirements. Lower power consumption means lower heat dissipation, which increases system stability, and less energy use, which saves money and reduces the impact on the environment. For mobile device and embedded system device, it’s much more important because the battery power is very limited. Nowadays, android phone and iPhone are more and more pervasive. There are more and more sensors and I/O in mobile device that can be used to improve the effectiveness of PM. The PM needs to be tuned for new mobile device’s need. In this survey, we want to not only know the power management system used before, but also want to compare them with the design of Android PM.2. How does power management system work?One power management standard for computers is ACPI, which supersedes APM. All recent (consumer) computers have ACPI support. Why ACPI has more advantage than APM? We’ll write a brief introduction both of them and compare the difference.APM (Advanced Power Management) APM consists of one or more layers of software that support power management in computers with power manageable hardware. APM defines the hardware independent software interface between hardware-specific power management software and an operating system power management policy driver. It masks thedetails of the hardware, allowing higher-level software to use APM without any knowledge of the hardware interface.The APM software interface specification defines a layered cooperative environment in which applications, operating systems, device drivers and the APM BIOS work together to reduce power consumption. In brief, APM can extend thelife of system batteries and thereby increases productivity and system availability.ACPI (Advanced Configuration & Power Interface) The ACPI specification was developed to establish industry common interfaces enabling robust operating system (OS)-directed motherboard device configuration and power management of both devices and entire systems. Different from APM, ACPI allows control of power management from within the operating system. The previous industry standard for power management, APM, is controlled at the BIOS level. APM is activated when the system becomes idle. The longer the system idles, the less power it consumes (e.g. screen saver vs. sleep vs. suspend). In APM, the operating system has no knowledge of when the system will change power states. There are several software components that ACPI has: A subsystem which controls hardware states and functions that may have previously been in the BIOS configuration These states include: Thermal control Motherboard configuration Power states (sleep, suspend) a policy manager, which is software that sits on top of the operating system and allows user input on the system policies The ACPI also has device drivers those control/monitor devices such as a laptop battery, SMBus (communication/transmission path) and EC (embedded controller).Figure 2.1CPI architectureFigure 2.2CPI power state transition diagramTable 2.1 APMcomparison between APM and ACPI ACPIo. Control resides in BIOS. o. Uses activity timeouts to determine when to power down a device o. Bios rarely used in embedded systems o. Makes power-management decisions management without informing OS or individual applications o. No knowledge off add-in cards or new in devices (e.g. USB, IEEEE 1394)o. Control divided between BIOS and OS o. Decisions managed through the OS. Enables sophisticated power policy for general-purpose computers with standard purpose usage patterns and hardware o. No knowledge of device-specific specific scenarios (e.g. Need to provide predictable response times or to respond to critical events over extended period) o. More power state means more spe specific adjustment to save power.Figure 2.3ACPI Monitor UsagesWe can either use “acpi -V” or look in each of the acpi files individually for information about our system. Check in the /proc/acpi directory for various things of importance. If you want to check your battery we can read the following file like this: cat/proc/acpi/battery/BAT1/state.3. The Concept of Android power managementFirst of all, Android OS design is based on Linux kernel. Linux has its own power management that we have described in previous section. The following diagram (Figure 3.1) shows the main components of the Android OS.Figure 3.1Android architectureAndroid inherits many kernel components from Linux including power management component. Original power management of Linux is designed for personal computers, so there are some power saving status such as suspend and hibernation. However, these mechanisms of Linux PM do not satisfied and suitable for mobile devices or embedded systems. Mobile devices such as cell phones are not as same as PCs that have unlimited power supply. Because mobile devices have a hard constraint of limited battery power capacity, they need a special power management mechanism. Therefore, Android has an additional methodology for power saving.The implementation of Android power management was sitting on top of Linux Power Management. Nevertheless, Android has a more aggressive Power Management policy than Linux, in which app and services must request CPU resource Linux, with "wake locks" through the Android application framework and native Linux libraries in order to keep power on otherwise, Android will shut down the CPU rder on, droid CPU.Figure 3.2 Android Power Management. FRefer to Figure 3.2 Android try not to modify the Linux kernel and it igure 3.2, implements an applications framework on top of the kernel called Android Power Management Applications Framework. The Android PM Fra Framework is like a driver k driver. It is written by Java which connects to Android power driver through JNI. However, ndroid what is JNI? JNI (Java Native Interface) is a framework that allows Java code running in a Java Virtual Machine (JVM) to call native C applications and libraries Through libraries. JNI, the PM framework written by Java can call function from libraries written by C C. Android PM has a simple and aggressive mechanism called “Wake lock The locks”. PM supports several types of “Wake lock . Applications and components need to get locks”. “Wake lock” to keep CPU on. If there is no active wake locks, CPU will turn off. Android supports different types of “Wake locks” (Table 3.1).Table 3.1Wake Lock TypeDifferent wake locks of Android PM.ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP FULL_WAKE_LOCK ON_AFTER_RELEASE PARTIAL_WAKE_LOCK SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK SCREEN_DIM_WAKE_LOCKCurrently Android only supports screen, keyboard, buttons backlight, and the brightness of screen. Because of full usage of CPU capability, it does not support suspend and standby mode. The following diagram shows how Android PM works. Through the framework, user space applications can use “PowerManger” class to control the power state of the device. We will introduce more details about how to implement them in applications later.Figure 3.3Andnroid Power Mangement Architecture with wake locks.Figure 3.4A finite state machine of Android PM.Figure 3.4 shows that the full state machine. There are three states: “SLEEP”, “NOTIFICATION”, and “AWAKE”. The scenario is: While a user application acquire full wake lock or touch screen/keyboard activity event, the machine will enter or keep in the “AWAKE”. If timeout happen or power key pressing, the machine will enter “NOTIFICATION”. While partial wake locks acquiring, it will keep in “NOTIFICATION”. While all partial locks released, the machine will go into “SLEEP”. In “SLEEP” mode, it will transit if all resource awake. This state machine make power saving of Android more feasible for mobile devices. Finally, the main concept of Android PM is through wake locks and time out mechanism to switch state of system power, so that system power consumption will decrease. The Android PM Framework provides a software solution to accomplish power saving for mobile devices. The following diagram (Figure 3.5) shows the overall architecture of Android PM.Figure 3.5 The overall architecture of Android PM.4. Android PM ImplementationAndroid PM Framework provides a service for user space applications through the class PowerManger to achieve power saving. Hence, the app must get an instance of PowerManger in order to enforce its power requirements. The flow of exploring Wake locks are here:1. 2. 3. 4. 5. Acquire handle to the PowerManager service by calling Context.getSystemService(). Create a wake lock and specify the power management flags for screen, timeout, etc. Acquire wake lock. Perform operation such as play MP3. Release wake lock.Here we provide an example code of PM. We will put the wake locks code on the function of onCreate() which will initialize first while the program start. And then release locks on the function of onDestroy() method. Then, we can control different type wake locks to accept different timeout or power saving mechanisms after finishing the implement.5. ConclusionPower saving is an important issue for mobile devices, and there are many ways to implement. How to design a PM for mobile device need is a good question. Android builds up its user space level solution in order to maintain Linux fundamental support and increase flexibilities. Android PM already supports some power saving type for modern diverse embedded systems. The number of wake locks type might be not enough for diverse power consuming I/O devices. For example, WiFi antenna is a main power consumption device. Android doesn't automatically turn off WiFi if user is not using. There are two main points that we think PM can be improved. First, Nowadays, CPU can enter into more states for power saving and usability purpose. There could be more types of wake lock to set the power saving mode specifically. Second, the old PM system usually sense the keyboard or touch screen activity to judge whether should enter power saving mode or not. We purpose a new concept that sensors can be used to shorten the length of device timeout. For example, if the mobile device has light sensor, we can use it to tune the brightness of LCD and keyboard. Furthermore, we can use motion sensor to detect user's behavior. To sum up, PM is very important for mobile device but it still have room for improvements.References1. Robin Kravets, P. Krishnan, Power management techniques for mobile communication, international Conference on Mobile Computing and Networking. 2. Dynamic power management for embedded systems IBM and MontaVista Software Version 1.1, November 19, 20023.Robin Kravets , P. Krishnan , Application-driven power management for mobilecommunication.4.Andreas Weissel, Frank Bellosa, Process cruise control: event-driven clockscaling for dynamic power management.5.APM V1.2 spec.6.ACPI, /projects/acpi/index.php7.Android Project - Power Management,/android/mydroid/development/pdk/docs/power_manage ment.html8.Steve Guo, Android Power Management9.Matt Hsu, Jim Huang, Power Management from Linux Kernel to Android, 0xlab,2009.。
Android底层驱动开发
Android 开发之---- 底层驱动开发(一)说到android 驱动是离不开Linux驱动的。
Android内核采用的是Linux2.6内核(最近Linux 3.3已经包含了一些Android代码)。
但Android并没有完全照搬Linux系统内核,除了对Linux进行部分修正,还增加了不少内容。
android 驱动主要分两种类型:Android专用驱动和Android使用的设备驱动(linux)。
Android 专有驱动程序:1)Android Ashmem 匿名共享内存;为用户空间程序提供分配内存的机制,为进程间提供大块共享内存,同时为内核提供回收和管理这个内存。
2)Android Logger 轻量级的LOG(日志)驱动;3)Android Binder 基于OpenBinder框架的一个驱动;4)Android Power Management 电源管理模块;5)Low Memory Killer 低内存管理器;6)Android PMEM 物理内存驱动;7)USB Gadget USB 驱动(基于gaeget 框架);8)Ram Console 用于调试写入日志信息的设备;9)Time Device 定时控制设备;10)Android Alarm 硬件时钟;Android 上的设备驱动(linux):1)Framebuff 显示驱动;2)Event 输入设备驱动;3)ALSA 音频驱动;4)OSS 音频驱动;5)v412摄像头:视频驱动;6)MTD 驱动;7)蓝牙驱动;8)WLAN 设备驱动;Android 专有驱动程序1.Android Ashmem为用户空间程序提供分配内存的机制,为进程间提供大块共享内存,同时为内核提供回收和管理这个内存。
设备节点:/dev/ashmen .主设备号10.源码位置:include/linux/ashmen.h Kernel /mm/ashmen.c相比于malloc和anonymous/named mmap等传统的内存分配机制,其优势是通过内核驱动提供了辅助内核的内存回收算法机制(pin/unoin)2.Android Logger无论是底层的源代码还上层的应用,我们都可以使用logger 这个日志设备看、来进行调试。
手机供电电路与工作原理
手机供电电路结构和工作原理一、电池脚的结构和功能。
目前手机电池脚有四脚和三脚两种:(如下图)正温类负正温负极度型极极度极脚脚脚(图一) (图二)1、电池正极(VBATT)负责供电。
2、TEMP:电池温度检测该脚检测电池温度;有些机还参与开机,当用电池能开机,夹正负极不能开机时,应把该脚与负极相接.3、电池类型检测脚(BSI)该脚检测电池是氢电或锂电,有些手机只认一种电池就是因为该电路,但目前手机电池多为锂电,因此,该脚省去便为三脚。
4、电池负极(GND)即手机公共地。
二、开关机键:开机触发电压约为2.8—3V(如下图).外圆接地;电压为0V。
电压为2.8-3V。
触发方式①高电平触发:开机键一端接VBAT,另一端接电源触发脚。
(常用于:展讯、英飞凌、科胜讯芯片平台)①低电平触发:开机键一端接地,另一端接电源触发脚。
(除以上三种芯片平台以外,基本上都采用低电平触发。
如:MTK、AD、TI、飞利浦、杰尔等。
)三星、诺基亚、moto、索爱等都采用低电平触发。
三、手机由电池直接供电的电路。
电池电压一般直接供到电源集成块、充电集成块、功放、背光灯、振铃、振动等电路。
在电池线上会并接有滤波电容、电感等元件。
该电路常引起发射关机和漏电故障.四、手机电源供电结构和工作原理.目前市场上手机电源供电电路结构模式有三种;1、使用电源集成块(电源管理器)供电;(目前大部分手机都使用该电路供电)2、使用电源集成块(电源管理器)供电电路结构和工作原理:(如下图)(电源管理器供电开机方框图)1)该电路特点:低电平触发电源集成块工作;把若干个稳压器集为一个整体,使电路更加简单;把音频集成块和电源集成块为一体。
2)该电路掌握重点:(1)各元件的功能与作用。
(2)各路电压的产生及走向.(3)复位信号的产生及作用.(4)13M时钟信号的产生及走向。
(5)开机过程。
(6)关机过程。
3)、电路分析。
(1)各元件的功能与作用。
电源集成块:a)、提供各路工作电源;并提供逻辑复位信号(诺基亚系列手机的电源集成块还包含一个储存器,并存有部分软件资料;更换音频后应刷机)b)、有些手机还负责音频信号处理。
Android_电源管理
Android电源管理总体上来说Android的电源管理还是比较简单的, 主要就是通过锁和定时器来切换系统的状态,使系统的功耗降至最低,整个系统的电源管理架构图如下: (注该图来自Steve Guo)接下来我们从Java应用层面, Android framework层面, Linux内核层面分别进行详细的讨论:应用层的使用:Android提供了现成android.os.PowerManager类,该类用于控制设备的电源状态的切换.该类对外有三个接口函数:void goToSleep(long time); //强制设备进入Sleep状态Note:尝试在应用层调用该函数,却不能成功,出现的错误好象是权限不够, 但在Framework下面的Service里调用是可以的.newWakeLock(int flags, String tag);//取得相应层次的锁flags参数说明:PARTIAL_WAKE_LOCK: Screen off, keyboard light offSCREEN_DIM_WAKE_LOCK: screen dim, keyboard light offSCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK: screen bright, keyboard light offFULL_WAKE_LOCK: screen bright, keyboard brightACQUIRE_CAUSES_WAKEUP: 一旦有请求锁时强制打开Screen和keyboardlightON_AFTER_RELEASE: 在释放锁时reset activity timerNote:如果申请了partial wakelock,那么即使按Power键,系统也不会进Sleep,如Music播放时如果申请了其它的wakelocks,按Power键,系统还是会进Sleep void userActivity(long when, boolean noChangeLights);//User activity事件发生,设备会被切换到Full on的状态,同时Reset Screen off timer.Sample code:PowerManager pm = (PowerManager)getSystemService(Context.POWER_SERVICE);PowerManager.WakeLock wl = pm.newWakeLock (PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK, “My Tag”);wl.acquire();//在释放之前,屏幕一直亮着(有可能会变暗,但是还可以看到屏幕内容)wl.release();//释放掉正在运行的CPU和关闭屏幕这个例子首先通过getSystemService得到PowerManager,然后生成一个SCREEN_DIM_WAKE_LOCK锁,并且通过acquire()方法使用这个锁,通过release()方法释放这个锁,acquire和release必须成对使用,否则会造成系统电源管理的错误.(比如系统acquire了 partial_wake_lock而忘记释放了,那么系统永远无法进入掉电模式!)Note:1. 在使用以上函数的应用程序中,必须在其Manifest.xml文件中加入下面的权限: <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" /> <uses-permission android:name="android.permission.DEVICE_POWER" />2. 所有的锁必须成对的使用,如果申请了而没有及时释放会造成系统故障.如申请了partial wakelock,而没有及时释放,那系统就永远进不了Sleep模式.Android Framework层面:其主要代码文件如下:frameworks\base\core\java\android\os\PowerManager.javaframeworks\base\services\java\com\android\server\PowerManagerService.javaframeworks\base\core\java\android\os\Power.javaframeworks\base\core\jni\android_os_power.cpphardware\libhardware\power\power.c其中PowerManagerService.java是核心, Power.java提供底层的函数接口,与JNI层进行交互, JNI层的代码主要在文件android_os_Power.cpp中,与Linux kernel交互是通过Power.c来实现的, Andriod跟Kernel的交互主要是通过sys文件的方式来实现的,具体请参考Kernel层的介绍.这一层的功能相对比较复杂,比如系统状态的切换,背光的调节及开关,Wake Lock的申请和释放等等,但这一层跟硬件平台无关,而且由Google负责维护,问题相对会少一些,有兴趣的朋友可以自己查看相关的代码.Kernel层:其主要代码在下列位置:drivers/android/power.c其对Kernel提供的接口函数有EXPORT_SYMBOL(android_init_suspend_lock); //初始化Suspend lock,在使用前必须做初始化EXPORT_SYMBOL(android_uninit_suspend_lock); //释放suspend lock相关的资源EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend); //申请lock,必须调用相应的unlock来释放它EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend_auto_expire);//申请partial wakelock, 定时时间到后会自动释放EXPORT_SYMBOL(android_unlock_suspend); //释放lockEXPORT_SYMBOL(android_power_wakeup); //唤醒系统到onEXPORT_SYMBOL(android_register_early_suspend); //注册early suspend的驱动EXPORT_SYMBOL(android_unregister_early_suspend); //取消已经注册的early suspend的驱动提供给Android Framework层的proc文件如下:"/sys/android_power/acquire_partial_wake_lock" //申请partial wake lock"/sys/android_power/acquire_full_wake_lock" //申请full wake lock"/sys/android_power/release_wake_lock" //释放相应的wake lock"/sys/android_power/request_state" //请求改变系统状态,进standby和回到wakeup两种状态"/sys/android_power/state" //指示当前系统的状态Android的电源管理主要是通过Wake lock来实现的,在最底层主要是通过如下三个队列来实现其管理:static LIST_HEAD(g_inactive_locks);static LIST_HEAD(g_active_partial_wake_locks);static LIST_HEAD(g_active_full_wake_locks);所有初始化后的lock都会被插入到g_inactive_locks的队列中,而当前活动的partial wake lock都会被插入到g_active_partial_wake_locks队列中, 活动的full wake lock被插入到g_active_full_wake_locks队列中, 所有的partial wake lock 和full wake lock在过期后或unlock后都会被移到inactive的队列,等待下次的调用.在Kernel层使用wake lock步骤如下:1.调用函数android_init_suspend_lock初始化一个wake lock2.调用相关申请lock的函数android_lock_suspend 或android_lock_suspend_auto_expire 请求lock,这里只能申请partial wake lock, 如果要申请Full wake lock,则需要调用函数android_lock_partial_suspend_auto_expire(该函数没有EXPORT出来),这个命名有点奇怪,不要跟前面的android_lock_suspend_auto_expire搞混了.3.如果是auto expire的wake lock则可以忽略,不然则必须及时的把相关的wake lock释放掉,否则会造成系统长期运行在高功耗的状态.4.在驱动卸载或不再使用Wake lock时请记住及时的调用android_uninit_suspend_lock 释放资源.系统的状态:USER_AWAKE, //Full on statusUSER_NOTIFICATION, //Early suspended driver but CPU keep onUSER_SLEEP // CPU enter sleep mode其状态切换示意图如下:系统正常开机后进入到AWAKE状态, Backlight会从最亮慢慢调节到用户设定的亮度,系统screen off timer(settings->sound & display-> Display settings -> Screen timeout)开始计时,在计时时间到之前,如果有任何的activity事件发生,如Touch click, keyboard pressed等事件, 则将Reset screen off timer, 系统保持在AWAKE状态. 如果有应用程序在这段时间内申请了Full wake lock,那么系统也将保持在AWAKE状态, 除非用户按下power key. 在AWAKE状态下如果电池电量低或者是用AC供电screen off timer时间到并且选中Keep screen on while pluged in选项,backlight会被强制调节到DIM的状态.如果Screen off timer时间到并且没有Full wake lock或者用户按了power key,那么系统状态将被切换到NOTIFICATION,并且调用所有已经注册的g_early_suspend_handlers函数, 通常会把LCD和Backlight驱动注册成early suspend类型,如有需要也可以把别的驱动注册成early suspend, 这样就会在第一阶段被关闭. 接下来系统会判断是否有partial wake lock acquired, 如果有则等待其释放, 在等待的过程中如果有user activity事件发生,系统则马上回到AWAKE状态;如果没有partial wake lock acquired, 则系统会马上调用函数pm_suspend关闭其它相关的驱动, 让CPU进入休眠状态.系统在Sleep状态时如果检测到任何一个Wakeup source, 则CPU会从Sleep状态被唤醒,并且调用相关的驱动的resume函数,接下来马上调用前期注册的early suspend驱动的resume函数,最后系统状态回到AWAKE状态.这里有个问题就是所有注册过early suspend的函数在进Suspend的第一阶段被调用可以理解,但是在resume的时候, Linux会先调用所有驱动的resume函数,而此时再调用前期注册的early suspend驱动的resume函数有什么意义呢?个人觉得android的这个early suspend和late resume函数应该结合Linux下面的suspend和resume一起使用,而不是单独的使用一个队列来进行管理.Android的电源管理构架如下图所示(图中kernel部分代码的路径是老版本的android):Linux与Android休眠唤醒对比(二)Android休眠与唤醒(二)Android中定义了几种低功耗状态:earlysuspend,suspend,hibernation。
电源管理
Android电源管理系统调研报告-(1)2011-02-17 09:18转载自carvencao最终编辑carvencao如今手持设备中出现的一对不可调和的矛盾就是越来越大的能量消耗与电池容量瓶颈之间的矛盾,就算没有这个瓶颈,相对更持久的续航能力也是众向所归。
Android系统一般应用于高端智能设备,能源消耗尤其突出,因此对Android 的电源管理系统的调研有很必要。
Android系统是基于标准Linux内核之上的,在Linux内核在原有的power manager系统之上增加了相应了文件,为Android系统的power manager提供底层服务支持。
因此,调研工作在两个层面展开:Linux内核层、Android系统层。
Linux内核层:针对Android系统而增添的power manager文件有如下五个:/Linux-2.6.29/kernel/power/|-consoleearlysuspend.c|-earlysuspend.c|-fbearlysuspend.c|-userwakelock.c|-wakelock.c这五个文件配合Linux层的power manager柜架和与功耗相关的设备驱动,向Android层提供了power manager的底层支持。
与功耗相关的设备主要包括LCD屏和键盘及其它设备的LED灯。
因些,在这类设备的驱动中应该增加相应的power manager功能。
在该调研报告中,仅简单地罗出列出各文件中定义的功能函数以及向上提供的接口,其具体的功能调用及整个power manager柜架地实现在后期的调研报告中阐述。
1)、consoleearlysuspend.c功能函数:static void console_early_suspend(struct early_suspend *h);static void console_late_resume(struct early_suspend *h);static int __init console_early_suspend_init(void);static void __exit console_early_suspend_exit(void);数据结构:static struct early_suspend console_early_suspend_desc = { .level = EARLY_SUSPEND_LEVEL_STOP_DRAWING,.suspend = console_early_suspend,.resume = console_late_resume,};2、earlysuspend.c功能函数:void register_early_suspend(struct early_suspend *handler);void unregister_early_suspend(struct early_suspend *handler);static void early_suspend(struct work_struct *work);static void late_resume(struct work_struct *work);void request_suspend_state(suspend_state_t new_state); suspend_state_t get_suspend_state(void);供驱动使用的函数接口:EXPORT_SYMBOL(register_early_suspend);EXPORT_SYMBOL(unregister_early_suspend);在earlysuspend.h文件中定义了注册接口函数:#ifdef CONFIG_HAS_EARLYSUSPENDvoid register_early_suspend(struct early_suspend *handler);void unregister_early_suspend(struct early_suspend *handler);3、fbearlysuspend.c功能函数:static void stop_drawing_early_suspend(struct early_suspend *h);static void start_drawing_late_resume(struct early_suspend *h);static ssize_t wait_for_fb_sleep_show(struct kobject *kobj,struct kobj_attribute *attr, char *buf);static ssize_t wait_for_fb_wake_show(struct kobject *kobj,struct kobj_attribute *attr, char *buf);static int __init android_power_init(void);static void __exit android_power_exit(void)主要的数据结构:static struct early_suspend stop_drawing_early_suspend_desc = {.level = EARLY_SUSPEND_LEVEL_STOP_DRAWING,.suspend = stop_drawing_early_suspend,.resume = start_drawing_late_resume,};在以上面的几个函数中,都调用了__wake_up:在sched.c中定义了这个函数/*** __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.* @q: the waitqueue* @mode: which threads* @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up* @key: is directly passed to the wakeup function*/void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,int nr_exclusive, void *key){unsigned long flags;spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);__wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);}4、userwakelock.cstatic struct user_wake_lock *lookup_wake_lock_name(const char *buf, int allocate, long *timeoutptr);ssize_t wake_lock_show(struct kobject *kobj, structkobj_attribute *attr, char *buf);ssize_t ssixe_t wake_lock_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,const char *buf, size_t n);ssize_t wake_unlock_show(struct kobject *kobj, structkobj_attribute *attr, char *buf);ssize_t wake_unlock_store(struct kobject *kobj, structkobj_attribute *attr, const char *buf, size_t n);5、wakelock.c提供了接口函数有:EXPORT_SYMBOL(wake_lock_init);EXPORT_SYMBOL(wake_lock_destroy);EXPORT_SYMBOL(wake_lock);EXPORT_SYMBOL(wake_lock_timeout);EXPORT_SYMBOL(wake_unlock);EXPORT_SYMBOL(wake_lock_active);以上函数仅提供了一个android power manager实现的底层柜架,要使其很好的work起来,需要相关设备driver的支持和与Android层power manager 系统很好的配合。
Android和Linux的关系
Android和Linux的关系①、Android采⽤Linux作为内核②、Android对Linux内核做了相应的修改,使Linux适应在移动设备上使⽤③、Android⼀开始是Linux的⼀个分⽀,由于⽆法并⼊Linux的主开发树,被从开发树中移除⼀、Android是继承于Linux Android是在Linux内核基础之上运⾏,提供的核⼼系统服务包括安全、内存管理、进程管理、组⽹组和驱动模型等内容,内核部分相当于介于硬件层和系统中其他软件组之间的⼀个抽象层次。
所以,严格来说不算是Linux操作系统。
由于Android在很⼤程度上保留了Linux的基本框架,使Android的应⽤性和扩展性都很强。
⼆、Android和Linux区别 Android系统的系统层⾯的底层是Linux,中间加了⼀个叫Dalvik的Java虚拟机,表⾯层是Android运⾏库。
每个Android应⽤都运⾏在⾃⼰的进程上,享有Dalvik虚拟机分配的专有实例。
为了⽀持多个虚拟机在同⼀设备上⾼效运⾏,Dalvik也被修改过。
Dalvik虚拟机执⾏的是Dalvik格式的可执⾏⽂件.dex,该格式经过优化,将内存的消耗降到最低。
Java编译器将java源⽂件转为.class⽂件,.class⽂件⼜被内置的dx⼯具转为.dex格式⽂件,使得能够在Dalvik虚拟机上注册并运⾏。
Android系统的应⽤软件都是运⾏在Dalvik虚拟机之上的Java软件,⽽Dalvik虚拟机是运⾏在Linux之中,在⼀些底层功能(如线程和低内存管理),Dalvik虚拟机是依赖Linux内核的。
因此,Android是运⾏在Linux之上的操作系统。
Android内核和Linux内核主要体现在以下⼏个⽅⾯: ①、Android Binder :Android Binder是基于OpenBinder框架的⼀个驱动,⽤于提供Android平台的进程间通信(IPC,inter-process communication)。
深入理解Android内核设计思想读书随笔
《深入理解Android内核设计思想》读书随笔目录一、内容概要 (1)二、Android内核概述 (2)三、深入理解Android内核设计思想 (4)四、Android内核主要组件及其设计思想 (6)4.1 系统架构与关键组件 (7)4.2 内存管理设计思想 (9)4.3 进程管理设计思想 (10)4.4 系统安全与权限管理设计思想 (12)五、Android内核优化与性能提升方法 (14)5.1 内核性能优化策略 (16)5.2 性能提升实践案例 (18)六、Android内核开发实践与技术探讨 (19)6.1 内核开发基础概念与技能 (21)6.2 内核开发技术难点解析 (22)6.3 内核调试与测试技术探讨 (24)七、Android内核的未来发展趋势与挑战 (26)一、内容概要《深入理解Android内核设计思想》是一本深入探讨Android系统内核设计理念的书籍。
在阅读这本书的过程中,我收获颇丰,对于Android内核的认识有了更深的理解。
这本书主要围绕Android内核的设计理念、架构、实现机制等方面展开。
第一章:Android系统概述。
这一章主要介绍了Android系统的起源、发展历程以及它在移动设备上的普及原因。
也介绍了Android 系统的基本架构和组成部分,为后续深入讨论内核设计思想打下了基础。
第二章:Android内核设计思想。
这一章详细阐述了Android内核的设计理念,包括其模块化设计、可扩展性、性能优化等方面的思想。
通过阅读这一章,我对Android内核的设计思想有了更深入的理解。
第三章:Android内核架构。
这一章详细介绍了Android内核的架构,包括内存管理、进程管理、电源管理等方面的内容。
通过对内核架构的深入了解,可以更好地理解Android系统的运行机制和性能优化。
第四章至第六章:分别介绍了Android的硬件抽象层、系统服务和应用框架等高级主题。
这些章节详细解释了Android系统如何与硬件交互、如何提供基本的系统服务以及应用程序如何在框架内运行。
介绍讲解android framework的书
介绍讲解android framework的书Android系统是当前最受欢迎的移动操作系统之一,它提供了许多强大的功能和工具,使得开发者能够创建出各种类型的移动应用。
为了帮助开发者更好地理解和使用Android框架,许多书籍已经出版。
其中一本名为《深入理解Android Framework》的书,对于想要深入了解Android框架的开发者来说是一本非常有用的书籍。
本书的主要内容是关于Android框架的介绍和讲解,它覆盖了Android系统的各个方面,包括应用程序生命周期、系统服务、系统库以及第三方库的使用。
此外,这本书还包含了大量的实例和示例代码,使得读者可以更好地理解和掌握Android框架。
首先,本书介绍了Android系统的基本组成和工作原理,包括操作系统、应用程序、应用程序框架以及应用程序环境等方面的内容。
这些内容是理解Android框架的基础,也是本书的重点之一。
其次,本书详细地讲解了Android应用程序的生命周期,包括活动生命周期、服务生命周期以及内容提供者生命周期等方面的内容。
这些内容对于理解Android应用程序的运行机制非常重要,也是许多开发者的难点之一。
通过本书的讲解,读者可以更好地掌握Android 应用程序的生命周期,从而更好地设计和开发应用程序。
此外,本书还介绍了Android系统服务,包括活动管理器、网络服务、数据库服务以及媒体服务等方面的内容。
这些服务是Android 系统的重要组成部分,也是许多应用程序需要使用到的服务。
通过本书的讲解,读者可以更好地了解这些服务的原理和使用方法,从而更好地设计和开发应用程序。
最后,本书还讲解了第三方库的使用,包括第三方框架的使用、第三方库的使用以及开源库的使用等方面的内容。
这些第三方库提供了许多有用的功能和工具,可以帮助开发者更快速地开发和测试应用程序。
通过本书的讲解,读者可以更好地了解这些库的使用方法,从而更好地利用这些库来提高开发效率。
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Android电源框架的简介
1.2 电源管理框架的结构组织
Android的电源管理主要是通过锁和定时器来切 换系统的状态,使系统的功耗降至最低,整个系 统的电源管理架结构分为四大部分:应用层,框 架层,HAL层和Kernel层。
Android电源框架的简介
Android电源框架的简介
HAL层:该层只有一个Power.c文件,该文件通过sysfs的 方式与kernel进行通信。主要功能有申请wake_lock,释 放wake_lock,设置屏幕状态等。用户空间的native 库绝 不能直接调用Android电源管理(见上图)。绕过 Android运行时的电源管理政策,将破坏该系统。所有对 电源管理的调用应通过Android的PowerManager API来 完成。
核心服务之PoweManagerService
核心服务之PoweManagerService
(2)LightService类 LightsService.Light设置了八种类型的灯,主要有两个
native函数
static final int LIGHT_ID_BACKLIGHT = 0; static final int LIGHT_ID_KEYBOARD = 1; static final int LIGHT_ID_BUTTONS = 2; static final int LIGHT_ID_BATTERY = 3; static final int LIGHT_ID_NOTIFICATIONS = 4; static final int LIGHT_ID_ATTENTION = 5; static final int LIGHT_ID_BLUETOOTH = 6; static final int LIGHT_ID_WIFI = 7;
Android系统电源状态之间转换过程
系统电源的三种状态:AWAKE、SLEEP、 NOTFIACTION
核心服务之PoweManagerService
PMS总体架构 PMS的初始化init函数和systemReady函数 PMS的唤醒锁WakeLock Power类以及LightService类介绍 PMS的用户触发事件userAcitiviy函数 Power按键处理分析
核心服务之PoweManagerService
3、Power类以及LightService类的介绍 PowerManagerService有时需要进行点亮屏幕,打 开键盘灯等操作,为此Android提供了Power类以及 LightService满足PowerManagerService的要求,这 两个类比较简单,但是背后的kernel层相对复杂:
Android电源框架的简介
Kernel层:内核层的电源管理方案实现主要包含三部分:
1、Kernel\power\:实现了系统电源管理框架机制
2、Arch\arm(or mips or powerpc)\mach-XXX\pm.c:实现 对特定板的处理器电源管理 3、drivers\power:是设备电源管理的基础框架,为驱动提供 了电源管理接口。
核心服务之PoweManagerService
2.5.1 WakeLock客户端 WakeLock构造函数的第一个参数flags很关键,它 用于控制CPU/Screen/Keyboard的休眠状态,flags 的可选值
核心服务之PoweManagerService
由上图表分析可知: 第一:WakeLock只控制CPU、Screen、 Keyboard 第二:表中最后两项是附加标志,和前面其他 WakeLock组合使用,注意: PARTIAL_WAKE_LOCK比较特殊,附加标 志不能影响它 第三:PARTIAL_WAKE_LOCK不受电源键控 制,按power键不进入系统休眠(屏幕可以关 闭,单cpu不休眠)。
核心服务之PoweManagerService
(1)Power类分析
Power主要是提供给kernel层交互的通道,它提供了六个函数 ,通过 JNI接口调用底层,JNI层有对应的代码实现(在 android_os_Power.cpp文件中): //获取kernel层的WakeLock public static native void acquireWakeLock(int lock, String id); // 释放kernel层的WakeLock public static native void releaseWakeLock(String id); //打开或关闭屏幕 public static native int setScreenState(boolean on); // 设置超时时间 public static native int setLastUserActivityTimeout(long ms); // 手机关机,已过期 public static native void shutdown(); // 手机重启 public static void reboot(String reason) throws IOException
mLocks.notifyAll(); } }
核心服务之PoweManagerService
2.5 PMS的WakeLock WakeLock是android系统提供给应用程序获取电力资 源的唯一方法,只要还有地方使用WakeLock,系统就 不会进入休眠状态。WakeLock的用法:
PowerManager pm = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE); //创建一个WakeLock WakeLock wakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_L OCK, "My Tag"); wakeLock.acquire();// 获取该锁 ….......完成其他工作 wakeLock.release();// 释放该锁
核心服务之PoweManagerService 2.2 PowerManagerService继承结构
核心服务之PoweManagerService
2.3 PMS的初始化init函数
核心服务之PoweManagerService
2.4 PMS的systemReady函数 PMS第三阶段的工作,此时系统中大部分服务已经 创建好,即将进入就绪阶段工作,在systemReady 中完成,主要工作为: 第一:PowerManagerService创建SensorManager, 通过它可以与对应的传感器交互,PMS仅仅是启用 或者禁止特定的传感器,而来自传感器的数据将通 过回调的方式通知PMS,PMS根据接收到的传感事 件做相应处理 第二:通过setPowerState()函数设置电源状态为 All_LIGHT,此时屏幕和键盘的灯全部都会亮 第三:调用BatteryStatsService提供的函数,以通知 屏幕打开事件,在BatteryStatsService中处理该事
android提供了 几种低功耗状态:earlysuspend、 suspend、hibernation。其中,earlysuspend可以让某 些设备选择进入某种功耗较低的状态,如LCD灭掉; suspend是指除电源模块以外的外围模块和 CPU均不工作, 只有内存保持自刷新的一个工作状态;hibernation是指所 有内存镜像都被写入到磁盘中,然后系统关机,重启后系 统将恢复到关机之前的状态。。
PMS的 acquireWakeLock函数总结: 第一:如果对应的WakeLock不存在,则创建一 个WakeLock对象,同时将WakeLock的标志 转换为minState,否则从mLocks中查找对应 的WakeLock对象,然后更新其中的信息 第二:当WakeLock标志和屏幕有关,需要做相 应的处理,例如点亮屏幕,打开按键灯等,实 际上这些工作不仅影响电源管理,还影响用户 体验,其中穿插了一些和用户体验相关的逻辑 (如mPreventScreenOn变量) 第三:当WakeLock和 PARTIAL_WAKE_LOCK有关时,仅简单调
核心服务之PoweManagerService
2.1 电源管理的总体架构图如下
核心服务之PoweManagerService
主要是为了支持省电也降低功耗,目前支持的功能: 1、设置屏幕的打开与关闭 2、屏幕背景灯的打开与关闭 3、键盘灯的打开与关闭 4、按键灯的打开与关闭 5、调整屏幕的亮度
客户端创建了WakeLock,需要调用acquire()
核心服务之PoweManagerService
客户端创建了WakeLock,PM需要调用 acquire()函数,而该函数又调用了服务端PMS 的 acquireWakeLock函数与PMS交互以保证 电力的供应正常。
核心服务之PoweManagerService
核心服务之PoweManagerService
PMS的 acquireWakeLock函数总结: 第一:如果对应的WakeLock不存在,则创建一 个WakeLock对象,同时将WakeLock的标志 转换为minState,否则从mLocks中查找对应 的WakeLock对象,然后更新其中的信息 第二:当WakeLock标志和屏幕有关,需要做相 应的处理,例如点亮屏幕,打开按键灯等,实 际上这些工作不仅影响电源管理,还影响用户 体验,其中穿插了一些和用户体验相关的逻辑 (如mPreventScreenOn变量) 第三:当WakeLock和 PARTIAL_WAKE_LOCK有关时,仅简单调
Android电源管理框架
1.Android系统电源管理框架简介 2.Android系统电源状态之间转换过程 3.Android核心服务之PoweManagerService
Android电源框架的简介 1.1 Android电源管理概述